高地震烈度区塑性混凝土防渗墙配合比设计与应用

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发布时间：2021-09-14

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高地震烈度区塑性混凝土防渗墙配合比设计与应用
万翔鸿，张亮，郝天娇
(中国水利水电一局基础工程分局，辽宁大连116041)
[摘要】文中叙述了利用河床大量发育粉细砂作为土坝基础。在高地震烈度区修建大型水利
枢纽工程，对基础防渗工程中的抗震设计采用塑性混凝土防渗墙。防渗墙混凝土配合比决定
着防渗墙的性能能否满足防渗、抗震要求。为满足哈达山水利枢纽工程中混凝土防渗墙的各
项指标。进行了一系列试验和试配，确定了合理的施工配合比，本文全面分析和总结了试验成
果和试验方法。
[关键词]高地震烈度区；塑性混凝土配合比；设计应用
[中图分类号】TV543+．82 [文献标识码】A
1 概述
啥达山水利枢纽工程位于第二松花江下游河
段，距第二松花江与嫩江汇合口处约60 km，是第
二松花江干流最后一级控制性工程。
工程规模为大(1)型工程，工程等别为I等，
主要建筑物为1级建筑物，次要建筑物为3级。主
要建筑物地震设计烈度为ⅥII度。坝址区地处稳
定性较差地区，根据GB18306—2001<中国地震动
参数区划图>，枢纽工程区和库区左岸防护堤地段
地震动峰值加速度为0．2 g，相应地震基本烈度为
Ⅷ度。
粘土均质坝布置在取水及门库坝段右侧，坝
基砂层厚度12～22 m，坝基砂层渗透系数K=
7．48x10-~N2．38x10-2 cm／s，坝址处于8度地震区。
粘土均质坝，基础防渗采用塑性混凝土防渗墙，厚
0．40 m，上部深入坝体2．00 m，底部深入基岩2-3
m。塑性混凝土防渗墙左侧与取水门库坝段衔接桩
号0+512．5O，右侧防渗墙处理至桩号2+570．00，塑
性混凝土防渗墙最大深度达25 m。覆盖层主要由
冲积或风积的中砂、砾质中砂组成，砂层的密实度
低，透水性强，存在渗漏、渗透变形(其类型为管
涌)和地震液化问题。
由于工程处在高地震烈度区，防渗墙的防渗
与抗震性能是防渗墙的设计关键，要求防渗墙防
· 】4 ·
渗性能好，且抗变形能力强。设计要求的塑性混凝
土防渗墙墙体性能指标：容重不小于2 100 kg／m3；
抗压强度R甥≥2．5 MPa；弹性模量Ezs=600-800
MPa；渗透系数 <1xl0—7 cm／s；抗折强度 ≥
1．5 MPa；允许渗透比降J>50；入孔塌落度18-22
cm ，扩散度34～40 cm，塌落度保持15 cm以上时
间不小于1 h；初凝时间不小于6 h，终凝时间不宜
大于24 h。
2 混凝土配合比设计
塑性混凝土原材料主要有水泥、膨润土(或黏
土)砂厂骨料、粉煤灰、外加剂。通过调整各种材料
用量来达到满足工程要求的混凝土性能。而塑性
混凝土防渗墙的应力状态，在很大程度上取决于
其受力后的变形与周围土层的变形相协调的能
力。因此，塑性混凝土防渗墙设计的关键是根据周
围土层的变形曲线(即塑性混凝土防渗土的非线
性指数A)、材料的强度、变形模量、极限应变乃至
应力应变关系等力学性能，进而确定塑性混凝土
材料的最优配合比。塑性混凝土防渗墙的设计问
题，从本质上来说是一个“结构材料配合比设计的
优化与控制”问题。与普通混凝土的设计相比，由
于塑性混凝土组成的原材料较多，影响其力学性
能的因素复杂，相应增加了塑性混凝土配合比设